紧急避障工况下三轴商用车辆局部轨迹规划研究

摘要

提出了一种紧急避障工况下三轴商用车辆局部轨迹规划策略。构建了用于轨迹采样的Frenet坐标系，将复杂三维车辆运动解耦为2个独立的二维运动，提高轨迹规划速度和效率；在此基础上，进行巡航、变道、超车及跟车等轨迹点采样，通过五次多项式拟合连接采样点形成平滑的候选参考轨迹；建立基于椭圆包络曲线的商用车改进优化轨迹碰撞检测函数，提出考虑最大曲率约束、速度约束、加速度约束以及向心加速度约束的轨迹筛选评估函数，从而形成能够保证三轴商用车辆平滑性、通过性、舒适性、安全性和稳定性的最优局部轨迹；通过直线道路工况、曲线道路工况以及“U”型道路工况等多场景仿真分析，规划轨迹的最大曲率分别减少5.26%、8.696%、27.98%,最大横摆角速度分别减少10.5%、3.79%、13.08%,从而验证了所提出三轴商用车辆避障轨迹规划策略的有效性。

关键词

商用车辆 / 轨迹规划 / Frenet坐标系 / 碰撞检测 / 轨迹筛选